基于单片机的搬运机器人设计与实现

论文总字数：16133字

摘 要

为了减轻多余的劳动生产力，从而提升生产工作的速率，降低生产工作中所用成本，减少生产过程的时间，智能搬运机器人的出现顺应了生产以及时代的要求。本课题所研究设计的单片机控制的搬运机器人小车，使用K60型号单片机为控制系统整体的核心部件。采用灰度传感器作为自动循迹功能的主要部件，帮助小车机器人能按照指定的路线自动循迹，到达指定的地点。采用红外测距传感器来识别要搬运的物体，使小车可以精准的抓住物体，并采用舵机来控制小车机器人上的机械手臂结构实现指定物体的抓取动作。并配有供电模块，驱动模块，稳压模块，AD转换模块，来实现小车机器人的供电以及电机的转动。实验证明该机器人小车可以顺利的自动循迹并识别以及搬运指定物体，从而大大减少了工作时间，提高了工作效率，为工作的安全性做出了保障。

关键词：智能搬运机器人；K60单片机；自动循迹；传感器；驱动模块

Design and Implementation of Handling Robot Based on Single Chip Microcomputer

Abstract

In order to reduce the redundant labor productivity, increase the production rate, reduce the cost and reduce the production time, the emergence of intelligent handling robots conforms to the requirements of production and the times. In this paper, the single-chip computer controlled mobile robot car is designed. The K60 single-chip computer is used as the core component of the whole control system. And gray sensor is used as the main component of the automatic tracking function to help the car robot follow the specified route automatically and reach the designated location. The infrared ranging sensor is used to identify the object to be carried, so that the car can accurately grasp the object, and the steering gear is used to control the manipulator arm structure of the car robot to achieve the grasping action of the specified object. It is equipped with power supply module, drive module, voltage stabilization module and AD conversion module to realize the power supply of the car robot and the rotation of the motor. Experiments show that the robot car can smoothly track and identify and move the designated objects automatically, which greatly reduces the working time, improves the working efficiency and guarantees the safety of the work.

Key words: Intelligent Handling Robot; K60 Single Chip Microcomputer; Automatic Tracking; Sensor; Driving Module

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引 言 1

1.1 课题研究的背景和意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 现阶段搬运机器人存在的问题 2

1.4 课题任务的要求 2

第二章 系统总体设计介绍 3

2.1 总系统设计框图 3

2.2系统总体组成概述 4

2.3系统硬件电路的选择 5

2.4系统总体软件结构的设计 8

第三章 控制系统硬件设计 9

3.1单片机型号的选择 9

3.2单片机芯片及其元器件功能介绍 10

3.3 搬运机器人驱动电机的选择 11

第四章 控制系统软件设计 13

4.1 编程软件IAR介绍 13

4.2 电机的PWM控制 13

4.3 传感器程序以及主程序的编写设计 14

第五章 系统测试 17

第六章 结束语 19

致 谢 20

参考文献 21

第一章 引 言

1.1 课题研究的背景和意义

智能机器人技术的发展起源于20世纪初，该技术逐渐得益于人类并广泛的使用，该技术帮助人们在工厂生产中减轻人的劳动力度、改善并增加生产率、发展出不一样的生产模式。以前人们工作的环境相比于引用此技术前，是相对比较危险、恶劣的工作环境。该技术将人们从基础劳动中解放出来，从基础流水线一直到研发，智能机器人技术越来越多的应用与其间，机器人帮助人们搬运，检测，监控，识别，这大大降低了人力的使用，同时也大大释放了人类的双手，相对于一些比较危险的，比较大型的物体，人们不再需要耗费全身力气去搬运以及改造，机器人会帮助你完成，大大降低了在搬运，改造时人们所遇到的困难和危险，显示了极大的优越性；该技术不仅运用于工业生产中，还在石油的勘探检测，危险地形的勘探，宇宙的探索上都发挥了巨大的用途。例如将该技术运用于军事排爆方面，它能减少人员伤亡，在排爆时只需要派智能机器人出动就可以顺利检测出危险品并将隐患排除。该技术对人类的生产和生活方式产生深远的影响。智能机器人技术成为了现如今应用比较广泛、发展较为迅速、且最引人瞩目的高科技之一。

为了减轻多余的劳动生产力，从而提升生产工作的速率，降低生产工作中所用成本，减少生产过程的时间，智能搬运机器人的出现顺应了生产以及时代的要求。智能搬运机器人的出现实现了生产工厂中的自动化生产、智能化生产以及无人化生产。智能搬运机器人已经逐渐进入到人们的生活当中，其中智能搬运机器人也被越来越多的应用到科技领域、生产加工制造行业中、服务行业等各个行业中，并且扮演着越来越重要的地位，而且智能搬运机器人有着较为长久的发展空间，也具有更多新颖的设计理念，随着传感器行业，以及电子科学技术行业的进步，智能搬运机器人也会不断更迭，从而能够顺应时代的需求。设计一个小车式的自动循迹搬运机器人，可将在指定轨道路线上的指定物体搬运到指定的区域。减少人的工作量，释放双手，提高生产效率和安全性能。

1.2 国内外研究现状

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：16133字